避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103706996103706996A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201210378872.2G01N33/00(2006.01)(22)申请日2012.10.08(71)申请人上海福伊特水电设备有限公司地址200240上海市闵行区江川路555号(72)发明人王宪平朱毓平朱炳贤陈露贵古乾晟黄鹤明汪云福刘国红张志清李强翟鹏飞(74)专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人雷绍宁(51)Int.Cl.B23P6/00(2006.01)G01N29/04(2006.01)G01N23/00(2006.01)G01N27/84(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法(57)摘要本发明公开了一种避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，包括以下步骤：A.针对表面开口缺陷和内部缺陷在不同的动应力下的情况，绘制出最大允许当量缺陷尺寸与静应力的关系曲线；B.根据应力水平，将转轮叶片的出水边划分为几个不同的区域；根据每个区域的最大静应力和动应力，在步骤A的关系曲线中查出最大允许当量缺陷尺寸；C.对转轮叶片出水边的各个区域分别进行无损探伤，找出大于本区域最大允许当量缺陷尺寸的表面开口缺陷或内部缺陷，并进行修复。本发明根据断裂力学和失效分析，结合目标转轮的工作应力确定叶片关键区域允许缺陷的大小，有效地保证了关键区域的质量要求，可以避免混流式水轮机转轮叶片在运行过程中出现裂纹。CN103706996ACN103769ACN103706996A权利要求书1/1页1.一种避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，包括以下步骤：A.分别以静应力和当量缺陷尺寸为坐标轴，建立平面坐标系，针对表面开口缺陷和内部缺陷在不同的动应力下的情况，分别在所述平面坐标系中绘制出最大允许当量缺陷尺寸与静应力的关系曲线；B.根据应力水平，将所述转轮叶片的出水边划分为几个不同的区域；根据每个区域的最大静应力和动应力，在步骤A的关系曲线中查出该区域表面开口缺陷的最大允许当量缺陷尺寸和内部缺陷的最大允许当量缺陷尺寸；C.对转轮叶片出水边的各个区域分别进行无损探伤，找出大于本区域最大允许当量缺陷尺寸的表面开口缺陷或内部缺陷，并进行修复。2.根据权利要求1所述的避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，所述步骤C中无损探伤的手段为超声波探伤、液态渗透探伤、射线探伤或磁粉探伤。3.根据权利要求1所述的避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，所述步骤C中对缺陷进行修复的方式是，对于单个缺陷，先将缺陷挖除，然后再进行补焊修复；对于大量密集缺陷，使用经无损检验合格的同材质钢板替换叶片上相应部位的铸件材料。4.根据权利要求1所述的避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，所述步骤B中，将所述转轮叶片的出水边划分为三个不同的区域：分别为出水边与转轮上冠连接的上连接区、出水边与转轮下环连接的下连接区、以及位于上连接区和下连接区之间的中间区。5.根据权利要求4所述的避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，对所述上连接区和下连接区进行超声波探伤；对中间区进行液态渗透探伤或磁粉探伤，如果液态渗透探伤或磁粉探伤显示有密集缺陷，再对中间区进行超声波探伤。6.根据权利要求4所述的避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法，其特征是，所述上连接区和下连接区沿出水边方向的长度为300mm，沿垂直于出水边方向的宽度为100mm，所述中间区沿垂直于出水边方向的宽度为50mm。2CN103706996A说明书1/4页避免混流式水轮机转轮叶片出现裂纹的方法技术领域[0001]本发明涉及水轮机技术领域，具体涉及一种避免混流式水轮机转轮叶片因关键区域存在缺陷而在运行过程中出现裂纹的方法。背景技术[0002]国内外同行业中，目前对转轮铸件（包括上冠、下环、叶片）进行检验的标准主要按照水力机械铸钢件检验规范CCH70-3执行。该规范中提出一个“质量检验单（QS即QualitySheet）”的概念。在QS中将部件根据应力水平和重要性划分为不同区域，针对不同区域，实施不同等级的无损检验措施。然而该规范对转轮叶片的检验要求过松，特别是对转轮叶片出水边所在的关键区域甚至不要求进行超声波检验（UT）。实践表明，即便选择该规范中较高要求等级验收，仍然无法保证叶片的质量要求，检验合格的叶片在运行过程中仍然会出现裂纹。[0003]为了保证转轮叶片在运行过程中不会出现裂纹，转轮叶片的关键区域可以允许有多大的缺陷，这仍是一个有待于解决的技术问题。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是提供